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Verfahren und Vorrichtung zum Entkeimen von gefüllten Gefäßen od.
dgl. im elektrischen Wechselfeld Bekanntlich macht die Belhandbung von gefüllten
Hohlkörpern, wie Behältern, Gefäßen u. dgl., z. B. zum Zweck der Reinigung bzw.
der Entkeimung der Hohlräume mit Flüssigkeit, große Schwierigkeiten, insbesondere
dann, wenn die Hohlräume der Körper von außen schwer zugänglich sind. Diese Schwierigkeiten
steigern sich in besonderem Maße, wenn die Innenflächen der Körper und die von ihnen
umschlossenen Hohlräume neben einer weitestgehenden Reinigung auch noch der Entkeimung
unterworfen werden müssen. Dies ist in vielen Fällen, insbesondere bei Hohlgefäßen,
wie Fässern, Konservenbehältern, Flaschen usw., der Fall, und es ist bekannt, daß
hierzu zeitraubende und vergleichsweise kostspielige Maßnahmen und Einrichtungen
zur Durchführung dieser Arbeiten bisher erforderlich waren. Auch bei der Sterilisierung
bzw. der Konservierung des Behälterinhalts waren bisher besondere sorgfältige durchzuführende
Arbeiten notwendig. So mußte z. B. bei der Konservierung von Nahrungsmitteln in
Gefäßen nicht nur das Gefäß, sondern auch das in dieses einzufüllende Gut sterilisierend
vorbehandelt werden, wozu entweder erhöhte Temperatur oder c'hemisc'he Zusatzmittel
zur Anwendung gelangten. Bekannt ist die vor allem in Haushaltungen verwendete Konservierung
von insbesondere Nahrungsrnitteln bei etwa der Siedetemperatur des Wassers, wobei
gleichzeitig einhermetischer Abschluß der Gefäße eintritt. Diese Maßnahme ist allerdings
au
die Verwendung bestimmter Gefäße, die nur ver hältnismäßig kleine
Abmessungen aufweisen dürfen, gebunden. Fässer oder andere Behälter aus Holz, Kunststoffen
usw. und Behälter, die keine besonders bearbeiteten Dichtungsflächen und
Dich-
tungsmittel aufweisen, sind dazu nicht verwendbar.
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Es ist zwar schon bekannt, hölzerne Fässer für -Wein oder ähnliche
Flüssigkeit dadurch zu reinigen, daß man diese mit einer geeigneten Elektrolytflüssigkeit
füllt und einen elektrischen Strom durch das Holz und die Flüssigkeit hindurchleitet.
Als dafür geeignet werden sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom angegeben. Die
Elektroden sind dabei in der Weise angeordnet, daß :die eine isolierte Kohleelektrode
durch das Spundloch in das Faßinnere und damit in die Flüssi@gkeitsfülllung, deren
Höhe größer sein muß als die Elektrodenlänge, gesenkt wird, während die andere Elektrode
durch die Faßreifen gebildet werden kann. Bei dieser Maßnahme handelt es sich um
den bekannten, rein-elektrolytischen Zersetzungsvorgang; d. h. um eine elektrochemische
Zersetzung des Elektrolyts, die auch bei der Verwendung von Wechselstrom als diskontinuierliche
und partielle Zersetzung eintritt. Die reinigende bzw. sterilisierende Wirkung der
dabei auftretenden teilweise sauren, teilweise alkalischen Zersetzungsprodukte ist
bekannt. Dieses Verfahren hat jedoch eine Reihe von schwierigen Nachteilen. So ist
es erforderlich, für die Füllung der zu reinigenden Fässer eine dem elektrischen
Strom ausreichend leitende Flüssigkeit zu verwenden bzw. durch Vermischen eines
Elektrolyts mit Wasser herzustellen. Darüber hinaus ist es erforderlich, für den
sofortigen Abzug der bei der Zersetzung - des Elektrolyts entstehenden gasförmigen
Reaktionsprodukte, die zum Teil, wie z. B. Wasserstoff, explosiv sind; zu sorgen.
Außerdem treten durch die Elektrolyseprodukte, insbesondere durch den in statu nascendi
(7) entstehenden Sauerstoff, häufig Korrosionserscheinungen auf, und zwar sowohl
bei Metallen als auch bei Holz, das als Baustoff für Fässer bevorzugt verwendet
wird. Zur Konservierung des Behälfters -ist die vorerwähnte Maßnahme. gänzlich unbrauchbar.
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Durch den Gegenstand der Erfindung werden diese Nachteile restlos
beseitigt, und auch die Konservierung eines in Gefäße und Behälter eingefüllten
-Gutes ist in:--einfacher Weise möglich, ohne daiß dazu besondere Gefäßre oder vergleichsweise
komplizierte, heizbare Vorrichtungen not--wendig sind, oder z., B. den zu konservierenden
Nahrungsmitteln besondere Konservierungsmittel zugeführt werden müssen. So wird
-durch den Gegenstand der Erfindung nicht nur eine sehr beachtliche Verringerung
des Arbeitsaufwandes und der Menge des Reinigungsmittels bzw. Wegfall jeglicher,
meist aus chemischen Verbindungen bestehender Konservierungsmittel (Salicylpräparate)
sowie eine Vereinfachung der Einrichtung erreicht, sondern es kommen vor allen Dingen
zusätzliche Maßnahmen, wie z. B. die sogenannte Schwefelung von Fässern oder das
Auskochen von Gefäßen usw. sowie die bereits erwähnte vor oder nach-der Ein füllung
des Gutes selbst bei _erhöhter Temperatur, gänzlich in Wegfall. Außerdem treten
bei dem neuen Verfahren keinerlei schädliche Begleiterscheimzwgen, wie Korrosionen
oder sdhädlilche Gase, auf. Nach dem neuen Verfahren lassen sich also z. B, Nahrungsmittel
auch im rohen Zustand konservieren, so -daß deren Eiweiß- und Vitamingehalt praktisch
unverändert bleibt.
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Es ist schon verschiedentlich vorgeschlagen worden, Stoffe, insbesondere
Flüssigkeiten, in Hohlkörpern, z. B. in Verpackungen oder Gefäßen, zum Zweck der
Sterilisierung der Einwirkung h ochfrequenter elektrischer Energie auszusetzen,
so bandelt es sich hier um bereits fertig verpackte Stoffe, wie z. B. Nahrungsmittel
oder Genußmittel, die gegen Schädlinge geschützt werden sollen, oder um Flüssigkeiten,
die nur- während der Zeit ihrer Behandlung mit Hochfrequenz durch Rohre oder Durchlaufgefäße
hindurchströmen. Die bei dieser Behandlung angestrebte und erreichte Wirkung einer
Sterilisierung der betreffenden Stoffe wird jedoch in vielen Fällen, insbesondere
bei der Milchverarbeitung und in Keltereien, wieder aufgehoben, da z. B. die Flüssigkeit
nach dieser Bethandlung häufig in SGefäße eingefüllt wird, die nicht in dem gleichen
Umfang entkeimt sind. Eine Entkeimung von Behältern wunde aber bisher während ihres
normalen Gebrauches nicht durchgeführt, und die übliche Verwendung eines elektrischen
Wechselfeldes zu diesem Zweck erschien auch praktisch nicht durchführbar, da bei
Behältern aus Metall oder mit Metallteilen auf Grund des bedc.annten Verhaltens
dieser Stoffe im elektrisrJhen Wechselfeld besondere Schwierigkeiten -und - keine
ausreichende Wirkung eintraten. Auch feste Stoffe, wie z. B. im Hochfrequenzfeld
behandelte verpackte feste Nahrungsmittel, sind in ihren Verpackungen nach der Behandlung
ebenfalls wieder entsterilisierenden Einflüssen, und zwar bekanntermaßen in weitestgehendem
Umfange, ausgesetzt.
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Die Erfindung ermöglicht nun die Anwendung eines elektrischen Wechselfeldes
in allen den vorgenannten Fällen, ohne daß dabei die angeführten Nachteile mit in
Kauf genommen werden müssen. Der Erfindung liegt -der Gedanke zugrunde, die Entstehung
eines elektrischen Wechselfeldes außerhalb des zu behandelnden Körpers und damit
die Feldeinwirkung auf Teile oder Flächen des Körpers selbst, die im Rahmen der
vorgesehenen Behandlung keine Rolle spielen, auf ein Mindestmaß zu begrenzen oder
ganz zu vermeiden.
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Die Erfindung besteht in einem Verfahren zum Entkeimen von gefüllten
Gefäßen, Behältern u. dgl., und zwar Sterilisierung bzw. Konservierung ihres Inhalts
im elektrischen Wechselfeld, insbesondere im Ultrakurzwellenfeld mit Wellenlängen
unter etwa zoo m, und zeichnet -siech dadurch aus, daß das Wechselfeld in der Hauptsache
in den Hohl= räumen der gefüllten Gefäße erzeugt wird.
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Wie- bereits erwähnt, wird bei dem neuen Verfahren das elektrische
Feld in .der Hauptsache von den Begrenzungen der Hohlräume begrenzt, d. h.
liegt
die eine: Kondensatorplutte unmittelbar an der Behälterwandung an, so befindet sich
außer deni Hählraum und dessen Inhalt nur noch der Baustoff des Behälters im Wechselfeld
und wird damit, was insbesondere bei - feuchtem Werkstoff, wie Holz usw., wichtig
ist, ebenfalls der entkeimenden Wirkung des Hochfrequenzfeldes unterworfen, wodurch
Schimmelbildung usw. vermieden werden, oder die Kondensatorelelctrode ist in einem
gewissen, meist vergleichsweise geringen Abstand von der Behälterbegrenzung angeordnet,
so daß also die räumliche Ausdehnung des - elektrischen Feldes und das Volumen des
Raumes zwischen der Behälteraußenwand und der wirksamen Kondensatorplatte vergrößert
wird. Der Hauptteil des Feldes wird aber von dem zu behandelnden Gegenstand bzw.
dessen gefüllten Hohlraum eingenommen. Die Erzeugung des elektrischen Wechselfeldes
erfolgt in an sich bekannter Weise, z. B. durch einen Kondensator, dessen eine Elektrode
in den Hohlraum des zu behandelnden Gegenstandes und dessen andere Elektrode um
die Hohlraumbegrenzung, z. B. uni den Gegenstand herum angeordnet ist. Dabei kann
diese zuletzt genannte Elektrode so ausgebildet sein, daß! sie aus einer oder mehreren
Kondensatorplatten besteht und den zu behandelnden Körper auf einer oder mehreren
Seiten umgibt 'oder an diesen, z-%vecl;mäßig in der Form angepaßt, anliegt. Es ist
aber auch möglich, den gefüllten Behälter selbst; z. B. wenn er ganz oder teilweise
aus Metall besteht oder Halterungen bzw. Befestigungsvorrichtungen, wie Bewährungen
usw., aus .Metall aufweist, als die eine Kondensato@relektrode zu benutzen. Dies
ist beispielsweise bei Konservenbehältern aus Metall oder bei Metallfässern bzw.
bei Fässern mit Metallstreifen der Fall. Mit Vorteil wird die äußere Elektrode als
gegebenenfalls drehbare Unterlage oder Ummantelung des Gefäßes ausgebildet, während
die im Innern des Hohlkörpers wirksame Elektrode in ihrer Form der Art des Hählkörpers
angepaßt ist. So kann diese Elektrode bei ihrer Verwendung in als Büchsen, Dosen
oder Flaschen ausgebildeten Hohlgefäßen die Form eines geraden oder gebogenen Bleches
oder Stabes aufweisen, während sie bei Hdhllcörpern mit schwer zugänglichen Hohlräumen,
in Fässern u. dgl., flexibel, zweckmäßig als Draht, Kette od. dgl., ausgebildet
ist. Dem Einbringen der Elektrode steht .die Behälterfüllung nicht im ''fege, was
bei Flüssigkeit als Füllung ohne weiteres einleuchtet; aber bei anderem Gut, z.
B. breieigen oder ,halbfesten Stoffen, wie Früchten in verschiedener Form, 'kann
eine entsprechend ausgebildete Elektrode ohne Schwierigkeiten ein-und ausgebracht
werden. Bei stückigem Gut kann eine flexible bzw. stabförmige Elektrode in den Zwischenräumen
der Füllung liegen.
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Um das elektrische ulechselfeld auf alle in Frage kommenden Flächen
des zu behandelnden Raumes und auf alle Teile seines Inhalts voll zur Wirkung kommen
zu lassen, ist es in manchen Fällen zweckmäßig, den gefüllten Behälter während der
Behandlung um eine oder mehrere seiner Achsen zu drehen. Sofern es die besondere
Ausbildung des Gegenstandes erfordert, ist dabei die in das Innere eingeführte Elektrode
so ausgebildet und angeordnet, d@aß sie diese Bewegungen mitmachen bzw. ihnen folgen
kann. Nach der Behandlung wird .die Elektrode selbstverständlich aus dem Gefäß wieder
entfernt.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und
in schematischer Form dargestellt.
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Die Fig. z zeigt die Behandlung eines als Faß ausgebildeten, mit einer
zu konservierenden Füllung, z. B. einer Flüssigkeit, oder mit einem Reinigungsmittel
gefüllten Hohlkörper. In dem Faß r ist durch das am Boden vorhandene Spund-1-,odh
die flexible Elektrode 2 eingeführt. Das Faß selbst liegt in Richtung seiner Längsachse
auf der Unterlage 3, die als Gegenelektrode dient. Zwischen der Innenelektrode :2
und der Elektrode 3 bildet sich das elektrische Wechselfeld aus, so daß also der
Innenraum des Fasses und dessen Begrenzungen unmittelbar der Einwirkung dieses Wechselfeldes
unterliegen. Die Innenelektrode ist in dem dargestellten, Fall beispielsweise als
Kette ausgebildet, so daß bei einer Drehung des Fasses um die Längsachse jede Stelle
der Innenfläche und jeder Teil der Faßfüllung in den Bereich des Wechselfeldes kommt.
Der Hohlkörper kann zum Zweck seiner Bewegung auf Rollen gelagert sein, die während
der Behandlungdiesen kontinuierlich in Bewegung halten. Die Außenelektrode kann
auch so angeordnet und ausgebildet sein, daß die Faßreifen a als Teil dieser Elektrode
wirken. Sofern eine Behandlung des Faßbodens bzw. des Faßdeckels erforderlich ist,
ist dies in einfacher Weise durch entsprechendes Drehen des Behälters um seine waagerechte
Achse durchführbar.
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In der Fig. 2 ist die Einrichtung zur Behandlung eines dosenartig
ausgebildeten Konservenbehälters in Aufsicht dargestellt. Der runde Hohlkörper 5
befindet sich zwischen den beiden Platten 6 und 6', die eine Kondensatorelektrode
bilden. Im Innern des gefüllten Behälters ist die andere Elektrode 7, die Stabform
aufweist, angeordnet. Das elektrische Wechselfeld, das zwischen den Kondensatorplatten
sich ausbildet, entsteht in seinem wesentlichsten Umfange im Innern des zu behandelnden
Körpers.
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In der Fig. 3 sind die Außenelelztroden 6 und 6' der Form des Gefäßes
5 angepaßt. Im Innern des gefüPlten Hohlkörpers ist, wie in der Fig. u-, die stabförmige
Elektrode 7 angeordnet. Die Außenelektroden -6 und 6' sind in der Fg. 3 in zwei
Stellungen eingezeichnet. In der gestrichelten Betriebsstellung umfassen sie die
Begrenzungen des Behälters 5 so, daß diese, wenn der Hohlkörper aus Metall besteht,
als die eine Elektrode wirken, so daß in diesem Fall das elektrische Wechselfeld
sich praktisch vollständig im Innern .des gefüllten Behälters einschließlich der
Begrenzungen des Hohlkörpers ausbildet.
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Der Gegenstand der Erfindung kann noch in der verschiedensten Weise
zur Anwendung gebracht
werden. So können die gefüllten Hohlkörper,
z. B. Konservenbüchsen, Flaschen u. dgl., auf die vorbeschriebene Weise und während
der Behandlung gemäß der Erfindung unter vermindertem Druck gehalten werden. Es
ist auch möglich, das Gefäß mit Inhalt oder diesem allein, gegebenenfalls bei. vermindertem
Druck, zu erhitzen. Dadurch wird die sterilisierende Wirkung noch unterstützt, und
die mit einem dichtenden Deckel oder Verschluß in .geigneter Weise ausgebildeten
Gefäße werden nach dieser Behandlung bei Abkühlung gegen die Außenatmosphäre bekanntermaßen
von selbst abgeschlossen. Es steht auch nichts im Wege, die Behandlung in an sich
bekannter Weise in kontinuierlicher Form vorzunehmen, d. h. die gefüllten Gefäße
auf einer in Bewegung befindlichen Unterlage, z. B. einem Förderband, anzuordnen
und sie während der Weiterbewegung ein- oder mehrmals der Einwirkung des elektrischen
Wechselfeldes zu unterwerfen. Das Ein- und Ausbringen der Eelektrade in die Hohlkörper,
z, B. Flaschen, kann dabei selbsttätig erfolgen.
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Es spielt bei dem neuen Verfahren keine Rolle, ob das Gefäß vollständig
mit dem Gut gefüllt isst oder ob, wie es praktisch meistens der Fäll sein wird,
noch ein vergleichsweise kleiner, leerer, d. h. meist mit Luft gefüllter Raum vorhanden
ist. Die gasförmige Füllung dieses Raumes sowie dessen Begrenzungen unterliegen
selbstverständhch ebenfalls den vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.